湿法炼锌除钴锌渣硫酸浸出液中高锰酸钾氧化沉钴热力学分析.pdfVIP

维普资讯 第26卷 第2期 桂 林 工 学 院 学 报 Vo1．26No．2 2006年 4月 JournalofGuilinUniversityofTechnology Apr．2006 文章编号 ：1006—544X (2006)02—0271—05 湿法炼锌除钴锌渣硫酸浸出液中高锰酸钾 氧化沉钴热力学分析 欧 俊h’，蓝德均 (1．桂林工学院a．有色金属材料及其加工新技术省部共建教育部重点实验室，b．材料与化学工程系，广西桂林 541004； 2．四川大学 材料科学与工程学院，成都 610064) 摘 要：锌湿法冶金生产中除钴产出的锌渣尚含有大量的锌钴等有色金属资源，这种渣用硫酸浸 出后锌钴等有色金属进入浸出液中，可用高锰酸钾等氧化剂将钴氧化沉淀而从含锌溶液中分离出 来．用电极电势理论和能斯特方程对此除钴过程进行了热力学分析，结果表明：高锰酸根的氧化 对溶液中杂质 Fe¨、Mn“、Co 的去除是可行 的，可以达到工业生产对杂质 的浓度要求；对于 Ni 只能进行部分氧化．氧化过程中溶液pH对钴的沉淀效果具有决定性影响，pH低于4时沉淀 效果将显著降低． 关键词：湿法炼锌；除钴锌渣；高锰酸钾；能斯特方程；热力学 中图分类号：TFS03．2 文献标志码：A 钴基本上为一种伴生的稀散元素，常常夹在 段进料液中进行相应的净化处理．本文对此除钴 铜、镍、锰、锌等的矿物原料中成为杂质…．现 方法进行热力学方面的分析，试图充分描述过程 有的锌湿法工艺是将硫化物进行氧化焙烧后再用 中的现象，找出进一步改进的方向． 硫酸浸出，矿物原料中的钴也将随锌一起进入硫 1 基本热力学理论 酸浸出液中，其对锌 电积的不利影响是钴有可能 在阴极上被 电积，与析出的金属锌形成微 电池， 由于该反应体系是有难溶物生成的液相氧化 使已析出的锌反溶解，从而降低锌 电积 电流效 还原反应，因此热力学方面的分析宜采用电极电 率 J，因此湿法炼锌工业中对硫酸锌溶液中钴的 势理论和能斯特方程，其中所使用的体系中离子 净化十分重视，使用了诸如黄药净化法、萘酚法、 的浓度为离子活度． 锌粉置换法等钴净化工艺．用得最多的还是锌粉 1．1 能斯特方程 置换法，为增加除钴效果，又进一步发展了添加 元素的不同氧化态物种之间存在 电势差，因 剂锌粉法，包括砷盐锌粉、锑盐锌粉、铅锑合金 而可以构成一个 电对，其标准电极电势定义为当 锌粉等．然而，锌粉除钴产生出了大量主要含锌 此电对构成半电池时，反应中各物种活度为 1时， 的钴净化渣，虽然通过控制 pH，硫酸浸出 l4能 其与标准氢电极构成的原电池的电动势 (标准氢 回收这种锌渣中大部分锌，但剩余残渣中锌的含 电极的电极电势定义为零)．当电池体系未处于标 量仍然较大，还需要解决渣中钴资源的回收问题． 准态时，其电极电势可以用能斯特方程进行计算 蓝德均等人 提出了一种适合于此类除钴锌渣、 E= + g ． (1) 切合现有锌湿法的处理新工艺，将渣用常规稀硫 酸全浸出后的浸出液用高锰酸钾氧化除钴，其产 式中： 为标准电极电势；尺=8．3l4J／(mol·K)，为气 生的后续溶液完全可并人冶锌工艺主流程的除钴 体常数；F=96494，为法拉弟常数；为绝对温度(K)． 收稿 日期 ：2005—09—29 基金项目：广西科学基金资助项 目 (桂科青0229034) 作者简介：欧 俊 (1963一)，男，博士研究生，研究方 向：化工冶金与生物材料 维普资讯 272 桂 林 工 学